以“標準”書寫鎂工業大國風采

2021年01月05日 9:22 80417次瀏覽 來源:   分類: 鎂資訊   作者:

2008年,中國接任ISO/TC79/SC5鎂及鎂合金國際標準化技術委員會秘書處,經過10多年的努力,完成以我國為主的國際標準5項,在研國際標準8項。在國際標準舞臺唱響中國聲音,引導國際標準化工作者共同開展鎂及鎂合金標準化工作。
中國鎂工業走過了60多年的歲月和歷程,也留下了幾代鎂業人60多年的追求與期待。如今,我國已經成為世界鎂行業最大的生產和消費國,同時,也作為鎂及鎂合金國際標準化分技術委員會(ISO/TC 79/SC 5)的秘書國引領世界鎂行業在標準化領域健康前行。
六十載崢嶸 獨占鰲頭
我國的鎂工業的60年崢嶸歲月,前30年是粗放式單邊發展,當時,全國的鎂產量累計為75110噸,其中,撫順鋁廠的鎂產量累計為72270噸,占全國累計總產量的96.2%。同期共進口鎂69650噸。也就是說,新中國的第一家鎂廠在長達30年里支撐著國家一半的鎂需求。而到了后30年,中國鎂工業在市場經濟體制下健康發展,總體仍然保持增長。1987年,原鎂年產量3450噸,到2018年,達到83.5萬噸,增長了241倍,與此同時,鎂冶煉、鎂合金熔鑄、鎂合金加工、鎂合金制品等全產業鏈逐步建成。
到了2019年,在全球經濟增長放緩的大背景下,我國經濟平穩運行、穩中有進。2019年,我國原鎂產量96.85萬噸,同比增長12.22%。同時,鎂合金產量同比增長16.94%,達38.58萬噸,鎂粉產量達到12.04萬噸,與上一年年基本持平。產業結構上,仍以鎂冶煉產品為主,產業布局以陜西、山西、寧夏等地為主。
為了加快鎂產業轉型升級、促進行業技術進步,工信部從2018年5月啟動《鎂行業準入條件(2011年)》的修訂工作,于2019年9月形成《鎂行業規范條件》(征求意見稿),《鎂行業規范條件》于2020年2月28日發布,該規范條件已于2020年3月30日實施,同時廢止了2011年3月7日發布的《鎂行業準入條件》和《鎂冶煉企業準入公告管理暫行辦法》。
2019年11月25日,工信部發布《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019年版)》,自2020年1月1日起施行?!吨攸c新材料首批次應用示范指導目錄(2018年版)》(工信部原〔2018〕262號)同時廢止。新版《重點新材料首批次應用示范指導目錄》入選了“鎂合金輪轂”和“非稀土高性能鎂合金擠壓材(應用于汽車、軌道交通、航空航天,也包括鎂合金棒材)”這兩種鎂合金材料。
此外,2019年10月30日,國家發展改革委修訂發布了《產業結構調整指導目錄(2019年本)》,新版自2020年1月1日起施行?!懂a業結構調整指導目錄(2011年本)(修正)》同時廢止。新版《目錄(2019年本)》中將“高性能鎂合金及其制品”首次列入鼓勵類有色金屬項目下的新材料產業范圍,并將“鎂合金”列入鼓勵類汽車項目中輕量化材料應用領域;同時列入限制類的鎂冶煉項目不包含綜合利用項目和先進節能環保工藝技術改造項目。
早在2013年,為了貫徹落實《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》(國發[2011]35號)、《國務院關于印發“十二五”節能減排綜合性工作方案的通知》(國發[2011]26號)和《國務院關于印發節能減排“十二五”規劃的通知》(國發[2012]40號),引導企業開展工業產品生態設計,促進生產方式、消費模式向綠色低碳、清潔安全轉變,工信部、發改委、環保部聯合發布《關于開展工業產品生態設計的指導意見》(工信部聯節[2013]58號)。生態設計是按照全生命周期的理念,在產品設計開發階段系統考慮原材料選用、生產、銷售、使用、回收、處理等各個環節對資源環境造成的影響,力求產品在全生命周期中最大限度降低資源消耗、盡可能少用或不用含有毒有害物質的原材料,減少污染物產生和排放,從而實現環境保護的活動。
通過以上的國家政策,可以看到鎂工業產業結構調整的大致方向,即“前堵后疏”。對于產業鏈的上游鎂冶煉領域,通過環保、能耗、安全等紅線嚴格束縛,促進企業在綠色健康的框架下轉型發展,放棄“粗放”、放棄對環境的破壞。對于產業鏈下游的鎂合金加工及鎂合金制品進行鼓勵與政策支持,讓鎂充分發揮其輕質特性,使其作為新材料而提高市場應用。
標準體系 完善健康
鎂及鎂合金標準體系覆蓋鎂冶煉、鎂合金熔鑄、鎂合金加工和鎂合金產品等全產業鏈產品,并輔以安全、能耗、環保等管理標準,以及術語和定義、化學分析方法、物理性能測定方法、設備等基礎標準。
鎂冶煉領域戴上“金箍”
鎂冶煉是指以原生鎂錠作為主要產品的金屬鎂的生產過程。目前,鎂冶煉的方法主要有兩種,即從尖晶石、鹵水或海水中將含有氯化鎂的溶液經脫水或焙融氯化鎂熔體,之后進行電解,此法稱為電解法;以及用硅鐵對從碳酸鹽礦石中經煅燒產生的氧化鎂進行熱還原,此法稱為熱還原法(皮江法)。目前,我國的鎂冶煉生產仍然以皮江法為主,但青海鹽湖電解鎂的投產也為鎂冶煉工業注入了新生力量和更多可能。
表1列出了與鎂冶煉產業直接相關的標準,體系中圍繞原生鎂錠規定了如能耗限額、安全生產、溫室氣體排放、清潔生產等“紅線標準”,以及冶煉設備、制氣產品等相關標準。未來還將規劃冶煉渣回收處置、生產工藝、節能監察及診斷服務、污染物排放以及綠色工廠評價等方面的標準。
鎂合金鑄造直通終端
鎂合金鑄造生產相對低端,主要發揮鎂合金輕質作用,應用到汽車方向盤、發動機、中控臺、座椅等零部件,以及摩托車、共享單車等領域。鎂合金鑄造生產由于不需要過度復雜的表面處理工藝,多數鑄造產品經過簡單鈍化后就可以以鑄件形式直接體現到終端產品。
表2列出了與鎂合金鑄造生產相關的標準。體系以鑄造合金及鑄件為主線,多以產品標準為主。
鎂合金變形體現高端
鎂合金變形產品以板材、帶材、棒材、管材、型材為主,并已經應用到如汽車車門、筆記本外殼、高鐵行李架等領域。
表3是鎂合金變形加工領域的相關標準。體系也是以產品標準為主。
其他產品 應有盡有
除了大宗鎂合金鑄造、變形產品之外,還有一些鎂粉、鍛件、犧牲陽極等等,這些產品也有相應的標準,如表4所示。
基礎標準 后勤保障
支撐鎂及鎂合金產業鏈上全部產品的重要保障,如化學分析方法、物理性能測定方法和包裝運輸貯存等標準,這些標準構成了鎂工業生產及供需雙方貿易行為的堅實保障,如表5 所示。
從總體上看,我國的鎂及鎂合金標準體系基本完善,在滿足政府對企業的監管的同時,還滿足了行業的生產與貿易的需求,完全適應我國鎂工業大國的基本地位。
鎂基新材 明日之星
通過前文的分析,我們可以輕易得到的結論就是鎂及鎂合金標準體系基本完善,滿足工業生產基本要求,那么鎂及鎂合金標準未來的研制方向在哪里?難道就是現有標準的修訂嗎?
答案是否定的,鎂合金作為新材料已經得到社會各界的廣泛關注和認可,越來越多的共識認為,鎂合金在經過適當的防腐處理后,可以得到與其他材料相近甚至更好的性能。還有觀點認為,將鎂及鎂合金與其他材料進行復合,可以回避一些鎂合金自身的不足,以復合材料的形式進行裝配,實現其減重的效果。所以,通用鎂及鎂合金產品標準的通用要求不能完全滿足鎂及鎂合金在新材料方面的應用,針對鎂合金產品在細分領域的特殊用途,產品需要在滿足通用要求的前提下進行指標加嚴,這不簡單是長寬高等尺寸的變化,而是產品精密度的加嚴,背后是鎂合金加工設備的升級以及應用領域的精細化要求。
同時,我們還要從另外一個角度去看待鎂及鎂合金在新領域的應用,比如,生物醫藥領域已經有高純鎂和鎂合金的應用,5G基站建設中也使用了鎂合金產品,汽車、軌道交通、航空航天、戶外休閑設備等等都已經大量應用鎂及鎂合金產品。那么這種“跨界”的鎂及鎂合金產品該如何實現標準化?筆者認為,鎂及鎂合金作為終端應用領域的原材料,應該在滿足現有標準體系的基本要求下,還要滿足用戶對原材料保證的要求。也就是說,既是鎂及鎂合金產品,要符合現有標準對板材、帶材、管材、棒材、型材,亦或是鑄件等產品的要求,又是生物醫藥領域、5G基站、汽車、軌道交通、航空航天、戶外休閑設備等領域的原材料,要滿足裝配后產品的特殊要求,如5G基站對鎂合金的高導熱、高強度的要求,汽車四門兩蓋用的鎂合金就要滿足汽車在戶外行駛過程中的各種性能測試,需要滿足高鐵箱體內貨架的各種特殊要求,需要滿足戶外登山運動的強度、耐候性等。
此外,為了更好貫徹黨的十八屆五中全會“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念,“綠色”標準體系也將覆蓋全部鎂及鎂合金生產過程,如《鎂冶煉行業綠色工廠評價要求》《鑄造鎂合金行業綠色工廠評價要求》等。同時,“三廢”治理、減排和工業固廢資源化利用標準、節能、降耗標準、綠色產品和綠色工廠標準都將是未來工作重點。
國際標準 強勢崛起
ISO/TC79/SC5鎂及鎂合金國際標準化技術委員會成立于1980年,目前該委員會主席由我國中國工程院院士、國家鎂合金材料工程技術研究中心主任潘復生擔任,并擁有中國、法國、德國、意大利、日本、韓國、俄羅斯、西班牙和英國等9個積極(P)成員國,以及奧地利、捷克、芬蘭、希臘、匈牙利、印度、伊朗、波蘭、葡萄牙、羅馬尼亞、沙特阿拉伯、塞爾維亞、瑞士、土耳其和烏克蘭等15個觀察成員國。
目前,鎂及鎂合金領域共發布國際標準25項(含由ISO/TC 79負責歸口的16項鎂及鎂合金分析方法國際標準)、在研國際標準11項(見表6),其中8項為我國主導研制。主要包括原生鎂錠、鑄造鎂合金、變形鎂及鎂合金、鎂合金犧牲陽極等重要國際標準及配套20多項分析方法國際標準。
從表中可以看出,鎂及鎂合金領域的國際標準體系經過了10多年的努力,已經有了翻天覆地的變化,并且已覆蓋從原生鎂錠到鑄造鎂合金、變形鎂合金、鎂合金犧牲陽極等重要國際標準并配套20多項分析方法標準,但標準體系仍有待修改,比如缺少鎂及鎂合金狀態代號、表面處理規范、包裝運輸等基礎標準,以及鎂及鎂合金板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、鑄件、鍛件等產品國際標準都還沒有發布制定。同時,分析方法標準仍以化學分析為主且標齡較長,多為上世紀八九十年代的產物,雖然“搖瓶子”的分析方法精密度較好,但由于實驗過程耗時相對較長并有可能使用有毒有害化學試劑,容易對操作人員造成傷害,所以我們還缺少一批鎂及鎂合金的儀器分析方法以滿足現代化分析領域的實際需求。
研外文版 拓國際化
國家標準英文版,是我國技術標準走出國門的最優捷徑,也是國際標準化工作的有效補充。它可以最快速地將我國標準展現給國際客戶,大大提高了國際貿易的效率,并有效避免了制修訂國際標準(ISO)的一些限制。由于較早認識到國家標準英文版的重要性,我國有色金屬領域在2008年就率先制定了16項重要國家標準英文版,為推動中國標準走出去作出表率,但很遺憾,在首批的16項國家標準英文版中沒有包含鎂及鎂合金領域的標準。此后,國家標準外文版研制工作悄然成為有色金屬領域國際標準化工作的一部分,并于2017年至2019年間,集中完成了數十項國家標準和行業標準的英文版研制工作。
國家標準外文版研制工作已經得到國家標準化管理委員會的高度重視。推動國家標準外文版工作是落實中央國務院相關要求,推動“一帶一路”建設的重要抓手。鑒于此,在2020年8月剛下達的第二批推薦性國家標準計劃同時,國家市場監督管理總局標準創新管理司組織專家對該批的501國家標準項目進行評審,此舉進一步貫徹落實了《2020年國務院政府工作報告》有關工作要求和《中共中央 國務院關于新時代加快完善社會主義市場經濟體制的意見》,切實推動了規則、規制、管理、標準等制度性開放。經專家初評,建議可立項外文版計劃有99項,為了提高外文版計劃的科學性和準確性,標準創新管理司委托全國各專業技術委員會對第二批計劃是否立項外文版進行意見征求,請對除99項外的其余項目再次研判是否立項外文版,如不立項,需說明理由。
外文版研制工作已經由從前的“自下而上”反過來到了“自上而下”。這一轉變,體現了黨中央國務院以及各級主管部門對推進國家標準外文版的迫切需求及高度重視。
由于我國是ISO/TC 79/SC 5鎂及鎂合金國際標準分技術委員會秘書國,對于我國優勢產品首選推進為國際標準,所以國家標準外文版研制工作并不太多,截至目前,鎂及鎂合金領域在研的標準外文版有7項,見表7。
鎂業大國 標準擔當
我國是鎂及鎂合金工業的大國,也正處于大國向強國轉變的關鍵時期??梢灶A見,在未來很長一段時間內,標準化工作都將作為助力我國鎂工業“大國向強國轉變”的助推劑。接下來的時間,我們將完成鎂及鎂合金領域的國際標準20項,和國內技術標準50項的制修訂工作。力爭通過標準化工作完善并加固我國鎂及鎂合金標準體系,引導鎂工業的國際標準工作和產業發展方向,多維度實現標準全覆蓋,發揮我國鎂工業大國的國際擔當和標準擔當。

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責任編輯:淮金

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